03_应用光学第三章 理想光学系统要点.ppt

* * 飞 * 飞 * 飞 * 飞 * 飞 * 飞 * 飞 * 飞 * 飞 透镜焦距f’的正负，即会聚或发散的性质决定于其形状或曲率半径的配置。 双凸透镜和负弯月透镜，曲率半径固定后，厚度的变化可使其焦距为正值，负值和无限大值。也可使主面在透镜以内，互相重合，透镜以外或无限远处 * * 飞 透镜焦距f’的正负，即会聚或发散的性质决定于其形状或曲率半径的配置。 双凸透镜和负弯月透镜，曲率半径固定后，厚度的变化可使其焦距为正值，负值和无限大值。也可使主面在透镜以内，互相重合，透镜以外或无限远处 * 透镜的分类： 1) 按对光线的作用分： 会聚透镜（正透镜）： Φ(f’)0 发散透镜（负透镜）： Φ(f’)0 2) 按形状分： 凸透镜：双凸、平凸、月凸（正弯月） 凹透镜：双凹、平凹、月凹（负弯月） 凸透镜 凹透镜 二、透镜计算公式 焦距公式 光焦度公式 焦点位置公式 主面位置公式 lH -lH’ f’ lF’ -f -lF 焦点和主点的位置关系 三、说明与讨论 透镜f’的正负决定于其形状或曲率半径的配置 双凸透镜（通常f’0）和负弯月透镜（通常f’ 0），曲率半径固定后，焦距取决于其厚度，可正、负和无限大， 双凹透镜f’0，发散透镜 平凸透镜f’0 ，会聚透镜 平凹透镜f’0 ，发散透镜 正弯月形透镜f’0 ，会聚透镜 薄透镜（d=0），有： φ=(n-1)(ρ1- ρ2) lH’=lH=0 作业：第三章习题：ch3-10 第三章结束 * 飞 * 飞 * 飞 * 飞 * 飞 * 飞 * 飞 * 飞 * 飞 * 飞 图中关系tgU=h/L （U为孔径角，L为物方截距） 当L→∞时，U→0 * 图中关系tgU=h/L （U为孔径角，L为物方截距） 当L→∞时，U→0 * 图中关系tgU=h/L （U为孔径角，L为物方截距） 当L→∞时，U→0 * 图中关系tgU=h/L （U为孔径角，L为物方截距） 当L→∞时，U→0 * * 飞 * 飞 * 飞 * 飞 * 飞 * 飞 * 飞 * 飞 * 飞 四、光学系统的节点 1. 定义：角放大率等于+1×的一对共轭点 2. 说明 （1）若光学系统位于空气中，n’=n , 则γ = 1/β， （2）当β =1时，γ=1，主点与节点重合 （3）过主点的入射光线出射方向不变 （3）若光学系统 n’!=n，则节点不再与主点重合 （4）光学系统的基点 一对节点 一对主点 一对焦点 可选择的典型光线和可利用的性质： 平行于光轴入射的光线，经过系统后过像焦点； 过物方焦点的光线，经过系统后平行于光轴； ③倾斜于光轴入射的平行光束，经过系统 后会交于像方焦平面上的一点； ④ 自物方焦平面上一点发出的光束，经过系统后成倾斜与光轴的平行光线； ⑤ 共轭光线在主面上的投射高度相等； ⑥光线通过节点方向不变，通常节点和主点重合。 第五节 理想光学系统的组合 一、基本概念 1. 光组 （1）定义：一个光学系统可由一个或几个部件组成，这些部件被称为光组 （2）组成：每个光组可以由一个或几个透镜组成 （3）应用 实际应用中，经常将两个或两个以上的光学系统组合在一起使用 计算和分析一个复杂的光学系统时，为了方便，先分开，分别计算，再组合 2. 光组分析的内容 （1）组合后相当于一个怎样的有效系统？ （2）组合后的等效焦距是多少？ （3）组合后的等效焦点在哪里？ （4）组合后的等效主点在哪里？ 二、由多个光组组成的理想光学系统的成像 1. 已知 （1）每个光组的： 焦距 焦点位置 主点位置 （2）每两个光组间的相互位置 2. 过渡公式 描述两个光组间的相互位置关系 （1）主面间隔 l2=l’1 - d1 ，d=H1’H2，称为主面间隔 （2）光学（焦点）间隔 x2=x1’-△，△=F1’F2 ，称为光学（焦点）间隔 （3）两者的关系 △1 =d1-f’1+f2 4. 整个系统的放大率等于单个光组放大率的乘积 3. 一般的过渡公式和两个间隔间的关系 三、两个光组组合分析 已知： 光学系统I的焦距f1, f1’和焦点、主点位置 光学系统I I的焦距f2, f2’和焦点、主点位置 光学系统I和II之间的相对位置 用F1’ 到F2的距离?表示 (Case I)（略） 用H1’ 到H2的距离d 表示 (Case II) 求： 组合光学系统的焦距f, f’ 组合光学系统的物方焦点F和像方焦点F’的位置 组合光学系统的物方主点H和像方主